O raquitismo das soqueiras, causado pela bactéria endofítica Leifsonia xyli subsp. xyli (Lxx), já foi identificado em praticamente todas as regiões produtoras de cana-de-açúcar no mundo causando sérias perdas na produção. A doença é caracterizada por reduzir o crescimento da planta, resultando no afinamento dos colmos e encurtamento dos internódios. A intensidade destes sintomas está positivamente correlacionada ao título de Lxx nas plantas. Diante disto, o objetivo deste estudo foi investigar diferenças na expressão gênica em plantas da variedade SP80-3280 em resposta à variação na quantidade de bactéria em seus tecidos. As plantas, infectadas com Lxx, foram cultivadas em casa de vegetação e inoculadas ou não com Lxx. Em plantas inoculadas, a população bacteriana média foi de 27,3 e 264 células de Lxx / 100 ng de DNA aos 30 e 60 dias após a inoculação, respectivamente, ao passo que em plantas não inoculadas, os níveis foram significativamente menores, de 6,8 e 34,5 células de Lxx / 100 ng de DNA. Os níveis de expressão gênica foram comparados entre plantas inoculadas e não inoculadas, em cada tempo de avaliação, por meio de hibridização de cDNA sintetizado a partir de RNAm extraído do cartucho foliar em lâminas de microarranjo. Ao todo foram identificados 272 genes diferencialmente expressos em plantas inoculadas com maior título bacteriano em relação às não inoculadas, com menor título, sendo 106 e 152 diferencialmente expressos unicamente aos 30 e 60 DAI, respectivamente. Destes, 55 genes foram selecionados para validação por qPCR, com ênfase nos genes pertencentes às categorias de ciclo celular, metabolismo de DNA e hormônios, trandução de sinal e regulação da transcrição já que estes processos estão diretamente implicados no crescimento vegetal. Dos genes diferencialmente expressos aos 30 DAI, 17 (60,7%) foram validados, compreendendo 11 genes com menor expressão envolvidos no controle do ciclo celular e metabolismo de DNA como ciclinas, kinase dependente de ciclina (CDKB1;1), minichromosome maintenance proteins (MCM) e histona H4. Aos 60 DAI, 17 (53%) foram validados e englobaram genes com maior expressão relacionados a síntese de hormônios, fatores de transcrição e defesa como ACC oxidase, fator de transcrição contendo o domínio WRKY e fenilalanina amônia liase, além da repressão de genes MCM. Os padrões de expressão gênica são consistentes com os sintomas clássicos da doença e indicam que o aumento no título de Lxx altera o balanço hormonal e reduz o crescimento da planta ao reprimir a divisão celular. / Ratoon stunting disease (RSD), caused by endophytic bacterium Leifsonia xyli subsp. xyli (Lxx) has been identified in all sugarcane producing regions worldwide causing serious yield losses. The disease reduces the plant growth, resulting in thinner stalks and shorter internodes. The intensity of these symptoms correlates positively with levels of Lxx titers in the plant. In view of this, the objective of this study was to investigate differences in gene expression in plants of the variety SP80-3280 in response to the variation in the amount of the bacteria in leaf tissue. Lxx-infected plants were growth in a greenhouse and inoculated or not with Lxx. In inoculated plants the mean bacterial populations were 27,3 and 264 Lxx cells / 100 ng of DNA at 30 and 60 days after inoculation (DAI), respectively, while in non-inoculated plants, the levels were significantly lower, reaching 6.8 and 34.5 cells / 100 ng of DNA. The levels of gene expression were compared between inoculated and non-inoculated plants at each time through hybridization of cDNA synthesized from mRNA extracted from leaf roll on microarray slides. A total of 272 differentially expressed genes were identified in inoculated compared with non inoculated plants, being 106 and 152 differentially expressed exclusively at 30 or 60 DAI, respectively. Of these, 55 genes were selected for validation by qPCR, with emphasis on genes belonging to the categories of cell cycle, DNA metabolism and hormones, signal transduction and transcriptional regulation, since these processes are directly correlated with plant growth. Of the genes differentially expressed at 30 DAI, 17 (60.7%) were validated, comprising 11 genes down-regulated involved in the control of cell cycle and DNA metabolism, such as cyclins, cyclin-dependent kinase (CDKB1;1), minichromosome maintenance (MCM) and histone H4 encoding-genes. Of the genes differentially expressed at 60 DAI, 17 (53%) were validated, comprising up-regulated genes related to the synthesis of hormones, transcription factors and defense such as ACC oxidase, a transcription factor containing the WRKY domain, phenylalanine ammonia lyase and repressed MCM genes. The patterns of gene expression are consistent with the classical symptoms of the disease and indicate that increased Lxx titers alters hormonal balance and reduces plant growth by repressing cell division.

O raquitismo das soqueiras, causado pela bactéria endofítica Leifsonia xyli subsp. xyli (Lxx), já foi identificado em praticamente todas as regiões produtoras de cana-de-açúcar no mundo causando sérias perdas na produção. A doença é caracterizada por reduzir o crescimento da planta, resultando no afinamento dos colmos e encurtamento dos internódios. A intensidade destes sintomas está positivamente correlacionada ao título de Lxx nas plantas. Diante disto, o objetivo deste estudo foi investigar diferenças na expressão gênica em plantas da variedade SP80-3280 em resposta à variação na quantidade de bactéria em seus tecidos. As plantas, infectadas com Lxx, foram cultivadas em casa de vegetação e inoculadas ou não com Lxx. Em plantas inoculadas, a população bacteriana média foi de 27,3 e 264 células de Lxx / 100 ng de DNA aos 30 e 60 dias após a inoculação, respectivamente, ao passo que em plantas não inoculadas, os níveis foram significativamente menores, de 6,8 e 34,5 células de Lxx / 100 ng de DNA. Os níveis de expressão gênica foram comparados entre plantas inoculadas e não inoculadas, em cada tempo de avaliação, por meio de hibridização de cDNA sintetizado a partir de RNAm extraído do cartucho foliar em lâminas de microarranjo. Ao todo foram identificados 272 genes diferencialmente expressos em plantas inoculadas com maior título bacteriano em relação às não inoculadas, com menor título, sendo 106 e 152 diferencialmente expressos unicamente aos 30 e 60 DAI, respectivamente. Destes, 55 genes foram selecionados para validação por qPCR, com ênfase nos genes pertencentes às categorias de ciclo celular, metabolismo de DNA e hormônios, trandução de sinal e regulação da transcrição já que estes processos estão diretamente implicados no crescimento vegetal. Dos genes diferencialmente expressos aos 30 DAI, 17 (60,7%) foram validados, compreendendo 11 genes com menor expressão envolvidos no controle do ciclo celular e metabolismo de DNA como ciclinas, kinase dependente de ciclina (CDKB1;1), minichromosome maintenance proteins (MCM) e histona H4. Aos 60 DAI, 17 (53%) foram validados e englobaram genes com maior expressão relacionados a síntese de hormônios, fatores de transcrição e defesa como ACC oxidase, fator de transcrição contendo o domínio WRKY e fenilalanina amônia liase, além da repressão de genes MCM. Os padrões de expressão gênica são consistentes com os sintomas clássicos da doença e indicam que o aumento no título de Lxx altera o balanço hormonal e reduz o crescimento da planta ao reprimir a divisão celular. / Ratoon stunting disease (RSD), caused by endophytic bacterium Leifsonia xyli subsp. xyli (Lxx) has been identified in all sugarcane producing regions worldwide causing serious yield losses. The disease reduces the plant growth, resulting in thinner stalks and shorter internodes. The intensity of these symptoms correlates positively with levels of Lxx titers in the plant. In view of this, the objective of this study was to investigate differences in gene expression in plants of the variety SP80-3280 in response to the variation in the amount of the bacteria in leaf tissue. Lxx-infected plants were growth in a greenhouse and inoculated or not with Lxx. In inoculated plants the mean bacterial populations were 27,3 and 264 Lxx cells / 100 ng of DNA at 30 and 60 days after inoculation (DAI), respectively, while in non-inoculated plants, the levels were significantly lower, reaching 6.8 and 34.5 cells / 100 ng of DNA. The levels of gene expression were compared between inoculated and non-inoculated plants at each time through hybridization of cDNA synthesized from mRNA extracted from leaf roll on microarray slides. A total of 272 differentially expressed genes were identified in inoculated compared with non inoculated plants, being 106 and 152 differentially expressed exclusively at 30 or 60 DAI, respectively. Of these, 55 genes were selected for validation by qPCR, with emphasis on genes belonging to the categories of cell cycle, DNA metabolism and hormones, signal transduction and transcriptional regulation, since these processes are directly correlated with plant growth. Of the genes differentially expressed at 30 DAI, 17 (60.7%) were validated, comprising 11 genes down-regulated involved in the control of cell cycle and DNA metabolism, such as cyclins, cyclin-dependent kinase (CDKB1;1), minichromosome maintenance (MCM) and histone H4 encoding-genes. Of the genes differentially expressed at 60 DAI, 17 (53%) were validated, comprising up-regulated genes related to the synthesis of hormones, transcription factors and defense such as ACC oxidase, a transcription factor containing the WRKY domain, phenylalanine ammonia lyase and repressed MCM genes. The patterns of gene expression are consistent with the classical symptoms of the disease and indicate that increased Lxx titers alters hormonal balance and reduces plant growth by repressing cell division.

Ratoon stunting disease (RSD), caused by Leifsonia xyli subsp. xyli (Lxx) can cause substantial impact on biomass production in all sugarcane producing countries. Few management options exist for controlling the disease, and they are all centered on measures of hygiene and sanitation. These measures are not efficient in eliminating the bacteria and can damage bud germination. Phenotypic selection would be the best management practice. However, selection based on Lxx-restrictive multiplication is costly, time-consuming, and destructive. One potentially useful approach for identifying resistant genotypes is Fourier-transform infrared (FT-IR) spectroscopy. In this study, we demonstrate that by using qPCR to quantify bacterial titers and to determine the resistance levels of nineteen commercial varieties inoculated with Lxx and FT-IR spectroscopy we could identify resistant and susceptible genotypes based on specific functional groups. Using a non-linear machine learning techniques (SVM) and a linear partial least square regression (PLSR) we distinguished between resistant and susceptible sugarcane genotypes and predict bacteria concentration using spectral data and Lxx titer quantification. Our Results suggest that resistance may be associated with variation in chemistry. The resistant mechanisms involved against RSD are probably associated to polyamines regulation and aromatic rings compounds accumulation. The results demonstrated that both approaches, SVM and PLSR, are capable of providing accurate estimates of sugarcane resistance to Lxx and can be applied to screen resistant sugarcane in breeding programs. / O raquitismo da soqueira da cana (RS), causada pela bactéria Leifsonia xyli subsp. xyl (Lxx) pode produzir um impacto substancial negativo na produção de biomassa em todos os países produtores de cana-de-açúcar. Existem poucas opções de manejo para o controle da doença e todas são centradas em medidas de sanitização. Entretanto, este manejo não é eficiente, uma vez que não se elimina por completo a bactéria. Diante do exposto, uma alternativa interessante é a identificação e seleção de genótipos resistentes à doença. No entanto, por se tratar de um patossistema complexo, a seleção por métodos tradicionais não é viável em um programa de melhoramento. Uma nova abordagem é a identificação de genótipos resistentes por meio de técnica de espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FT-IR). Este estudo demonstrou que por meio da técnica de reação em cadeia da polimerase em tempo real (qPCR) foi possível quantificar os títulos bacterianos e determinar os níveis de resistência de dezenove variedades comerciais inoculadas com Lxx. Além disso, por meio da técnica de FT-IR foi possível distinguir genótipos resistentes de suscetíveis baseados em grupos químicos específicos. Por meio de um algoritmo não linear, support vector machine (SVM) e uma regressão linear, partial least square regression (PLSR), foi possível distinguir genótipos de cana-de-açúcar resistentes e suscetíveis à doença além de predizer a concentração de Lxx nos genótipos por meio de dados espectrais e de título bacteriano. Nossos resultados demonstram que a resistência a esta doença está associada às variações bioquímicas e que os mecanismos de resistência envolvidos podem estar associados à regulação de poliaminas e ao acúmulo de compostos que tenha como principal grupo funcional anel aromático. Os resultados evidenciaram que ambas as abordagens, SVM e PLSR, foram capazes de fornecer estimativas precisas da resistência da cana-de-açúcar à RS e que a técnica FT-IR pode ser utilizada em programas de melhoramento na seleção de genótipos de cana-de-açúcar resistentes ao RS.

Made available in DSpace on 2014-07-29T16:24:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Vanessa D Dias.pdf: 1360523 bytes, checksum: 2c315f161f69d4ede2c7375a35216403 (MD5) Previous issue date: 2012-03-02 / The sugarcane production areas are increasing in Brazil due to increased ethanol consumption by flex fuel cars. The planted area is growing, but productivity has been declining in recent years, and factors such as incidence of diseases in the crop may be contributing to this situation. Among the diseases, bacteria such as scald of the leaves and ratoon stunting disease, are of great importance to the crop because they can reduce productivity by up to 30% and the symptoms are not always displayed in the field, thus requiring advanced techniques to detect such bacterial diseases. Among the most used techniques for diagnosis serological tests are quite common, which has as main advantage the capacity of quantitative detection of the presence of bacteria in the culms. However, this detection is only possible if the bacterial title is relatively high. The PCR technique method is more sensitive for detecting low levels of bacteria in stems, but the DNA extractions should be performed in order to purify the DNA to reduce the presence of inhibitory substances in the extract. Thus in this study five different methods of DNA extraction of Xanthomonas albilineans and Leifsonia xyli subsp. xyli were tested and performed in three steps: pure bacteria, bacteria inoculated directly in the extract from five different varieties of sugarcane, and extract from a stem knowingly infected with these bacteria. The results indicate that the amplifications occur more frequently when the products and repeatability of the extractions are diluted by 10-4 in the Leaf Scald. Without this diluition steps, the amplification does not occur, even with the method of DNA extraction considered as a standard. Thus, it is concluded that the detection does not happen if the DNA extraction product is not diluted at least 1000 times, which should prevent the action of inhibitory factors that can hinder the PCR reactions. As for the ratoon stunting disease additional studies are needed to enable its detection by PCR. / O cultivo de cana-de-açúcar está em expansão no Brasil, devido ao crescente consumo de etanol por carros bicombustíveis. A área plantada está em crescimento, mas a produtividade nos últimos anos vem decrescendo, e fatores como incidência de doenças podem estar contribuindo para tal situação. Dentre as doenças, as bacterianas, como o Raquitismo das Soqueiras e a Escaldadura das Folhas, possuem grande importância para a cultura, pois podem reduzir a produtividade em até 30% e nem sempre os sintomas são visualizados em campo, necessitando assim de técnicas avançadas de detecção. Dentre as técnicas para diagnose, a mais utilizada por laboratórios são os testes sorológicos, que tem como vantagem detectar quantitativamente a presença das bactérias nos colmos mas, no entanto, possui a desvantagem de detectar somente quando a população bacteriana está relativamente alta. A técnica de PCR é mais sensível, detectando níveis baixos da população dessa bactéria nos colmos, e as etapas de extrações de DNA devem purificar o DNA para a redução da presença de substâncias inibidoras presentes no extrato. Assim, neste trabalho foram testadas cinco diferentes metodologias de extração de DNA para Xanthomonas albilineans e Leifsonia xyli subsp. xyli realizadas em três fontes: bactérias puras, bactérias adicionadas diretamente no caldo de cinco diferentes variedades de cana-de-açúcar, e caldo de colmos infectados com as bacterioses. Os resultados demonstram que as amplificações acontecem com maior freqüência e repetibilidade quando os produtos das extrações são diluídos em uma proporção de 10-4 para Escaldadura das folhas. Sem diluições as amplificações não ocorrem, mesmo com o método de extração de DNA com elevado grau de pureza, tal como CTAB. Assim, conclui-se que a detecção não ocorre se o produto das extrações de DNA não for diluído ao menos 1000 vezes, provavelmente reduzindo-se desta forma, o nível de inibidores presentes, proporcionando resultados positivos na técnica de amplificação via PCR. Para Raquitismo das soqueiras não conseguimos detectar Leifonia xyli subsp. xyli através de métodos rápidos de extração de DNA.

Submitted by Haroudo Xavier Filho (haroudo.xavierfo@ufpe.br) on 2016-04-22T16:20:14Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Tese_Renata_Almeida_PPGG_041115.pdf: 4144409 bytes, checksum: 709008675e5c4c4efeeb7b0b06e8e4ee (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-22T16:20:14Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Tese_Renata_Almeida_PPGG_041115.pdf: 4144409 bytes, checksum: 709008675e5c4c4efeeb7b0b06e8e4ee (MD5) Previous issue date: 2015-07-30 / CAPES / Reuni / CNPq / A cana-de-açúcar tem papel relevante na economia brasileira, apesar de estar sucetível a fatores bióticos e abióticos que influenciam para redução de produtividade agrícola e industrial. Apesar de existirem organismos como agentes causais de doenças que contribuam com danos à cana-de-açúcar, micro-organismos simbiontes interagem com a cultura conferindo benefícios no processo, tais como a fixação de Nitrogênio. Dessa forma, a análise das proteínas envolvidas na resposta a fatores bióticos pode auxiliar no desenvolvimento de novas variedades. No presente trabalho, foi analisado o proteoma da interação da cana-de-açúcar com patógeno (Leifsonia xyli subsp. xyli; Lxx) e/ou com o simbionte (Gluconacetobacter diazotrophicus; Gd) por 2-DE (Eletroforese bidimensional) seguida de MS (Espectrometria de massa). Os resultados da eletroforese bidimensional com a interação cana-de-açúcar/Gd mostraram que 173 spots foram diferencialmente expressos. A análise por espectrometria de massa identificou 65 proteínas. Tais proteínas foram principalmente associadas com produção de energia, componentes de fotossistemas e indução de resposta a estímulos ambientais. Na interação cana-de-açúcar/Lxx, em análise da eletroforese bidimensional, se observou 138 spots com expressão diferenciada. A análise por espectrometria de massa identificou 56 proteínas responsivas a estresses bióticos, defesa e metabolismo de carboidratos. Durante a interação simultânea com Gd e Lxx, o proteoma da cana-de-açúcar a análise da eletroforese bidimensional mostrou que 142 spots apresentaram nível de expressão alterada. A análise por espectrometria de massa identificou 30 proteínas associadas com metabolismo de carboidratos e defesa contra estresses bióticos. Os resultados obtidos compõem um conjunto de proteínas (e genes codificantes) com provável utilidade como marcadores funcionais auxiliares no melhoramento genético, na seleção de variedades com interação benéfica de crescimento/fixação biológica de nitrogênio com Gd, e/ou maior resistência à patogenicidade de Lxx. / The sugarcane has an important role in the Brazilian economy, despite its suceptibility to biotic and abiotic factors that decrease agricultural and industrial productivity. Although there are parasitic organisms that contribute to damage sugarcane, symbiotic microorganisms interact with the culture, providing benefits in the process, such as nitrogen fixation. Thus, the analysis of proteins involved in the response to biotic factors may assist the developing new sugarcane varieties. In this study, we analyzed the proteome of the interaction of sugarcane with pathogen (Leifsonia xyli subsp. xyli; Lxx) and / or symbiont (Gluconacetobacter diazotrophicus; Gd) by 2-DE (Two-dimensional electrophoresis) followed by MS (Mass Spectrometry). The results of two-dimensional electrophoresis with sugarcane / Gd interaction showed that 173 spots showed altered expression level. Analysis by mass spectrometry identified 65 proteins. These differentially expressed proteins were primarily associated with energy production, and induction components photosystems response to environmental stimuli. Since the sugarcane interaction / Lxx the analysis of two-dimensional electrophoresis demonstrated that 138 spots showed altered expression level. The analysis by mass spectrometry identified 56 proteins responsive to biotic stresses, defense and carbohydrate metabolism. During simultaneous interaction with Gd and Lxx, the proteome analysis of sugarcane showed that 142 spots with altered expression level. Analysis by mass spectrometry identified 30 proteins associated with carbohydrate metabolism and protection against biotic stresses. The results obtained in this work comprise a set proteins (and encoding genes) with probable utility as auxiliary functional markers in plant breeding, in the selection of varieties with beneficial interaction for growth/biological nitrogen fixation with Gd, and/or increased resistance to pathogenic Lxx.

Made available in DSpace on 2016-08-17T18:39:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3653.pdf: 2793009 bytes, checksum: 247e499e66ebb17e3eb07a818050fc9a (MD5) Previous issue date: 2010-09-30 / The sugar cane is a semiperennial plant currently considered one of the most important crops in the world due to its ability to produce renewable energy (ethanol) and sugar. The soil quality, water availability and temperature are the main effects that made Brazil the largest producer. However some factors influence the sugarcane productivity, mainly diseases. Among them we can cite the ratoon stunting disease caused by the bacteria Leifsonia xyli subsp. xyli worldwide known to cause up-to-30% losses in the productivity. The spread of infected seedlings and the absence of external symptoms make it difficult to diagnose and require the use of laboratory techniques. Thermotherapy, cutting-material cleaning with detergent solutions and the use of resistant varieties are the key measures to contain the disease. Due to its easy spread and high rates of reduction in the productivity the objective of this study was to evaluate how the effect of four different concentrations of Lxx for four cuts, would affect the interaction varieties x cuts x bacterial concentration. Therefore it evaluates possible losses on the technological variants and the reliability of Dot blot test for the PCR from DNA extraction according to the protocol of CTAB. The analyzed data showed no significant reduction in varieties productivity in none of the four different bacterial concentrations including the control plants, as well as in technological variables on study. According to data the Dot blot technique was more sensitive than the PCR conditions utilized in this study. / A cana-de-açúcar é uma planta semi perene considerada atualmente uma das mais importantes culturas agrícolas no mundo devido a sua capacidade de produzir energia renovável (álcool) e açúcar. A qualidade do solo, a disponibilidade de água e principalmente a temperatura são os principais efeitos que tornaram o Brasil o maior produtor mundial. Entretanto alguns fatores interferem na produtividade dos canaviais principalmente as doenças. Dentre elas podemos citar o raquitismo-das-soqueiras causado pela bactéria Leifsonia xyli subsp. xyli mundialmente conhecido por causar perdas que podem chegar a 30% na produtividade. A disseminação de mudas contaminadas e a ausência de sintomas externos tornam difícil sua diagnose sendo necessário o uso de técnicas laboratoriais. Termoterapia, limpeza de material de corte com soluções detergentes e uso de variedades resistentes são as principais medidas para conter a doença. Devido a sua fácil disseminação e as altas taxas de redução na produtividade o objetivo deste trabalho foi avaliar como o efeito de quatro diferentes concentrações de Lxx, durante quatro cortes, afetaria as interações variedades x cortes x concentração bacteriana. Além de avaliar possíveis perdas nas variáveis tecnológicas e a confiabilidade do teste de Dot blot em relação ao PCR a partir da extração de DNA de acordo com o protocolo de CTAB. Os dados analisados mostraram que não houve redução significativa na produtividade das variedades em nenhuma das quatro diferentes concentrações bacterianas inclusive nas plantas testemunhas, assim como nas variáveis tecnológicas em estudo. De acordo com os dados a técnica de Dot blot mostrou-se mais sensível que a do PCR nas condições empregadas neste trabalho.

A cana-de-açúcar (Saccharum ssp.) é uma das culturas agrícolas mais importantes da história da humanidade. Foi em Nova Guiné, seu provável centro de origem, que o homem teve o primeiro contato com a planta em seu estado silvestre. Atualmente, o Brasil lidera a lista dos 80 países produtores de cana-de-açúcar. É o primeiro também em exportação de seus derivados, seguido, respectivamente, pela Austrália, Tailândia, Guatemala e África do Sul. A área plantada no Brasil está próxima dos 7 milhões de hectares. A cana-de-açúcar, assim como a grande diversidade de culturas de interesse agronômico, é hospedeira de uma série de patógenos que podem limitar sua produção, dentre os quais, destaca-se a bactéria Leifsonia xyli subsp. xyli, agente causal do raquitismo-da-soqueira (RSD). O RSD é considerado uma das mais importantes doenças da cana-de-açúcar que limita a produção no mundo todo e seu controle está fundamentado na adoção de um conjunto de medidas preventivas, pois poucas são as informações sobre materiais resistentes à doença e não existe um produto químico que a controle eficientemente. Historicamente, a dificuldade do diagnóstico do RSD, na maioria dos casos, é conseqüência da ausência de sintomas externos e pela não ocorrência de sintomas internos em determinados cultivares de cana-de-açúcar e neste sentido, técnicas de imunologia, molecular e de microscopia de contraste de fases têm sido bastante empregadas. A hipótese da possível correlação entre a anatomia vascular e a resistência de plantas a patógenos, é um assunto freqüentemente discutido por pesquisadores e poderia elucidar os mecanismos envolvidos na resistência da planta ao patógeno. Assim, o presente trabalho teve como objetivo geral avaliar a resistência/suscetibilidade de 10 variedades comerciais de canade- açúcar RB, mais a variedade CB 49-260 incluída como padrão suscetível, correlacionando os danos apresentados por análises de componentes de produção tecnológicos e biométricos amostrados no campo, com a morfologia e quantificação de conjunto de feixes vasculares e os níveis de infecção detectados nos diagnósticos. Os resultados mostraram que as variedades RB 72 454, RB 83 5486, RB 86 7515, RB 92 8064, RB 92 5211, RB 92 5345 e RB 92 5268 comportaram-se como variedades suscetíveis. A RB 85 5156 comportou-se como variedade de resistência intermediária As variedades RB 85 5536 RB 85 5453, comportaram-se como tolerantes. Os danos apresentados tiveram relação direta com as concentrações do patógeno inoculadas no início do experimento, ou seja, quanto maior a concentração de inóculo, maiores foram os danos ocorridos nas variedades menos tolerantes. Contudo, não há correlações entre o tamanho médio do metaxilema e o número de feixes vasculares por área com a resistência da planta. / Sugarcane (Saccharum ssp.) is one of the most important cultures in the history of the humanity. The center of origin is probably New Guinea, where people had the first contact with the plant in wild state. Presently, Brazil leads the list of the 80 sugarcane producing countries. Brazil is also the first in exporting sugarcane by-products, followed by Australia, Thailand, Guatemala and South Africa, respectively. The are grown in Brazil ranges 7 million hectares. As well as a great diversity of cultures of agronomical interest, sugarcane is host of a large number of pathogens which can limit its production. Among them, one can emphasize, Leifsonia xyli subsp. xyli, causal agent of ratoon stunting disease (RSD). RSD is considered one of the most important diseases of sugarcane limiting yield worldwide and the control is based on the adoption of a set of preventative measures, since the information about resistant materials and efficient chemical products are scarce. Historically, RSD diagnosis has been difficult because there are no definitive external symptoms and internal symptoms do not develop adequately in all varieties. Serological, molecular and microscopy techniques have been widely used to diagnose RSD. The hypothesis of the possible correlation among vascular anatomy and plant resistance has been discussed by researchers and could elucidate the resistance mechanisms involved in the resistance of plants to the pathogens. Thus, the overall objective of the present study was to evaluate the resistance/susceptibility of 10 RB sugarcane commercial varieties including CB 49-260 as a susceptible standard, correlate the damages presented by the analysis of technological and biometric production components of field samples, with the morphology and quantification of set of vascular bundles and the level of infections detected on the diagnostics. The results showed that varieties RB 72 454, RB 83 5486, RB 86 7515, RB 92 8064, RB 92 5211, RB 92 5345 and RB 92 5268 were susceptible. RB 85 5156, had a intermediary resistance and varieties RB 85 5536 and RB 85 5453 both showed tolerant behavior. The injuries presented had a direct relationship with the inoculum concentration, in other words, the higher the inoculum concentration the higher the injuries with the less tolerant varieties. However, there is no correlation between the average length of the metaxilem and the number of vascular bundles per area in plant resistance.

A cana-de-açúcar (Saccharum ssp.) é uma das culturas agrícolas mais importantes da história da humanidade. Foi em Nova Guiné, seu provável centro de origem, que o homem teve o primeiro contato com a planta em seu estado silvestre. Atualmente, o Brasil lidera a lista dos 80 países produtores de cana-de-açúcar. É o primeiro também em exportação de seus derivados, seguido, respectivamente, pela Austrália, Tailândia, Guatemala e África do Sul. A área plantada no Brasil está próxima dos 7 milhões de hectares. A cana-de-açúcar, assim como a grande diversidade de culturas de interesse agronômico, é hospedeira de uma série de patógenos que podem limitar sua produção, dentre os quais, destaca-se a bactéria Leifsonia xyli subsp. xyli, agente causal do raquitismo-da-soqueira (RSD). O RSD é considerado uma das mais importantes doenças da cana-de-açúcar que limita a produção no mundo todo e seu controle está fundamentado na adoção de um conjunto de medidas preventivas, pois poucas são as informações sobre materiais resistentes à doença e não existe um produto químico que a controle eficientemente. Historicamente, a dificuldade do diagnóstico do RSD, na maioria dos casos, é conseqüência da ausência de sintomas externos e pela não ocorrência de sintomas internos em determinados cultivares de cana-de-açúcar e neste sentido, técnicas de imunologia, molecular e de microscopia de contraste de fases têm sido bastante empregadas. A hipótese da possível correlação entre a anatomia vascular e a resistência de plantas a patógenos, é um assunto freqüentemente discutido por pesquisadores e poderia elucidar os mecanismos envolvidos na resistência da planta ao patógeno. Assim, o presente trabalho teve como objetivo geral avaliar a resistência/suscetibilidade de 10 variedades comerciais de canade- açúcar RB, mais a variedade CB 49-260 incluída como padrão suscetível, correlacionando os danos apresentados por análises de componentes de produção tecnológicos e biométricos amostrados no campo, com a morfologia e quantificação de conjunto de feixes vasculares e os níveis de infecção detectados nos diagnósticos. Os resultados mostraram que as variedades RB 72 454, RB 83 5486, RB 86 7515, RB 92 8064, RB 92 5211, RB 92 5345 e RB 92 5268 comportaram-se como variedades suscetíveis. A RB 85 5156 comportou-se como variedade de resistência intermediária As variedades RB 85 5536 RB 85 5453, comportaram-se como tolerantes. Os danos apresentados tiveram relação direta com as concentrações do patógeno inoculadas no início do experimento, ou seja, quanto maior a concentração de inóculo, maiores foram os danos ocorridos nas variedades menos tolerantes. Contudo, não há correlações entre o tamanho médio do metaxilema e o número de feixes vasculares por área com a resistência da planta. / Sugarcane (Saccharum ssp.) is one of the most important cultures in the history of the humanity. The center of origin is probably New Guinea, where people had the first contact with the plant in wild state. Presently, Brazil leads the list of the 80 sugarcane producing countries. Brazil is also the first in exporting sugarcane by-products, followed by Australia, Thailand, Guatemala and South Africa, respectively. The are grown in Brazil ranges 7 million hectares. As well as a great diversity of cultures of agronomical interest, sugarcane is host of a large number of pathogens which can limit its production. Among them, one can emphasize, Leifsonia xyli subsp. xyli, causal agent of ratoon stunting disease (RSD). RSD is considered one of the most important diseases of sugarcane limiting yield worldwide and the control is based on the adoption of a set of preventative measures, since the information about resistant materials and efficient chemical products are scarce. Historically, RSD diagnosis has been difficult because there are no definitive external symptoms and internal symptoms do not develop adequately in all varieties. Serological, molecular and microscopy techniques have been widely used to diagnose RSD. The hypothesis of the possible correlation among vascular anatomy and plant resistance has been discussed by researchers and could elucidate the resistance mechanisms involved in the resistance of plants to the pathogens. Thus, the overall objective of the present study was to evaluate the resistance/susceptibility of 10 RB sugarcane commercial varieties including CB 49-260 as a susceptible standard, correlate the damages presented by the analysis of technological and biometric production components of field samples, with the morphology and quantification of set of vascular bundles and the level of infections detected on the diagnostics. The results showed that varieties RB 72 454, RB 83 5486, RB 86 7515, RB 92 8064, RB 92 5211, RB 92 5345 and RB 92 5268 were susceptible. RB 85 5156, had a intermediary resistance and varieties RB 85 5536 and RB 85 5453 both showed tolerant behavior. The injuries presented had a direct relationship with the inoculum concentration, in other words, the higher the inoculum concentration the higher the injuries with the less tolerant varieties. However, there is no correlation between the average length of the metaxilem and the number of vascular bundles per area in plant resistance.

Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / Brazil is the main world producer of sugarcane (Saccharum ssp.), being the activity of the Brazilian sugarcane industry in continuous expansion, which can be seen due to increasing both the production capacity as agricultural areas intended for the cultivation. However, the increase of the production costs and the expansion of cultivation to less productive areas have increasingly demanded strategies to safeguard the sector's profitability. In this sense, studies of environmental factors that limit the yield of sugarcane crops are fundamental and can cite the biotic stresses caused by pathogenic microorganisms and the weeds. Plants respond differently to various types of stress, and, in general, are firstly affected in their physiological and photosynthetic properties. Therefore, the analysis of ecophysiological parameters - being this a tool to detect small deviations from normality of the photosynthetic performance - can provide useful information about the behavior of plants under stressful conditions caused by the disease and weed competition. Thus, this study aimed to evaluate the behavior of four different sugarcane varieties submitted to the stresses caused by the bacterium Leifsonia xyli subsp. xyli (Lxx) - causal agent of Ratoon stunting disease (RSD) - and competition with the weed plant Brachiaria decumbens Stapf., correlating the production data with the ecophysiological responses resulting from the stress condition. To this finality, stem segments with just one bud were planted in plastic trays and kept in a greenhouse, being the seedlings subsequently transplanted to the field, where were measured both yield parameters (biometric and technological), the fluorescence of chlorophyll a and the gas exchange of plants subject, or not, to mentioned stressors. The experimental design used was the randomized block design with four replications, in a split-plot scheme, being the plots composed by varieties Co 997, RB867515, RB92579 and RB951541; and the subplots by the induction or not of stress factor. Regarding Lxx inoculation, RB92579 and RB951541 varieties were less sensitive to the RSD effects, since both ecophysiological and yield parameters were just a little bit affected by disease, while RB867515 and Co 997 varieties underwent changes in many parameters, highlighting the decline of photosynthetic rate and the reduction of height and diameter of the stalks. Regarding weed competition with B. decumbens, the four varieties tested were affected in all parameters, resulting in significant losses of yield, being that the RB92579 variety showed higher competitive ability than the others. Thus, the use of ecophysiological analysis tool is feasible to aid the work of selection of tolerant sugarcane genotypes to typical adverse situations of his cultivation. / O Brasil é o principal produtor mundial de cana-de-açúcar (Saccharum ssp.), entando a atividade do setor sucroenergético brasileiro em contínua expansão, o que pode ser constatado devido ao aumento crescente tanto da capacidade produtiva como das áreas agrícolas destinadas à cultura. No entanto, o aumento dos custos de produção e a expansão do cultivo para áreas menos produtivas têm exigido cada vez mais estratégias capazes de salvaguardar a rentabilidade do setor. Nesse sentido, os estudos dos fatores ambientais que limitam o rendimento dos canavias são fundamentais, podendo-se citar os estresses bióticos causados pelos microrganismos fitopatogênicos e pelas plantas infestantes. As plantas respondem de formas diferentes aos diversos tipos de estresse, sendo que, em geral, são primeiramente afetadas em suas propriedades fisiológicas e fotossintéticas. Isto posto, a análise dos parâmetros ecofisiológicos – sendo uma ferramenta capaz de detectar pequenos desvios da normalidade do desempenho fotossintético – pode fornecer informações úteis acerca do comportamento das plantas sob as condições estressantes causadas por doenças e pela matocompetição. Assim, o presente estudo teve por objetivo avaliar o comportamento de quatro diferentes variedades de cana-de-açúcar submetidas aos estresses causados pela bactéria Leifsonia xyli subsp. xyli (Lxx) – agente causal da doença Raquitismo da soqueira (RSD) – e pela competição com a planta infestante Brachiaria decumbens Stapf., correlacionando os dados de produção com as respostas ecofisiológicas decorrentes da condição de estresse. Para tal, segmentos de colmo com apenas uma gema foram plantados em bandejas plásticas e mantidos em casa de vegetação, sendo as mudas posteriormente transplantadas para o campo, onde foram mensurados os parâmetros de produção (biométricos e tecnológicos), a fluorescência da clorofila a e as trocas gasosas de plantas sujeitas ou não aos fatores de estresse mencionados. Foi utilizado o delineamento experimental em blocos casualizados, com quatro repetições, em esquema de parcelas subdivididas, sendo as parcelas compostas pelas variedades Co 997, RB867515, RB92579 e RB951541; e as subparcelas pela imposição ou não do fator de estresse. Em relação à inoculação de Lxx, as variedades RB92579 e RB951541 foram menos sensíveis aos efeitos do RSD, uma vez que, tanto parâmetros ecofisiológicos como de produção foram pouco influenciados pela doença, ao passo que as variedades RB867515 e Co 997 sofreram alterações em diversos parâmetros, com destaque para o declínio da taxa fotossintética e redução da estatura e diâmetro dos colmos. Em relação à matocompetição com B. decumbens, as quatro variedades testadas foram afetadas em todos os parâmetros, acarretando em perdas expressivas de produtividade, sendo a variedade RB92579 a que demonstrou maior habilidade competitiva. Assim, uso da ferramenta de análise ecofisiológica é viável no auxílio aos trabalhos de seleção de genótipos de cana-de-açúcar tolerantes às situações adversas própria do seu cultivo.